Эффективность солнечных инверторов

Эффективность солнечных инверторов относится к растущему рынку солнечных инверторов (фотоэлектрических инверторов) из-за спроса на возобновляемые источники энергии. И эти инверторы требуют чрезвычайно высокой эффективности и надежности. Силовые цепи, используемые в этих инверторах, были исследованы, и были рекомендованы наилучшие варианты переключателей и выпрямителей. Общая структура фотоэлектрического инвертора показана на рисунке 1, и на выбор предлагается три различных инвертора. Солнечный свет падает на солнечные модули, соединенные последовательно, каждый модуль содержит набор последовательно соединенных блоков солнечных элементов. Напряжение постоянного тока (DC), генерируемое солнечными модулями, колеблется в пределах нескольких сотен вольт, в зависимости от условий освещения массива модулей, температуры батареи и количества последовательно соединенных модулей.
Основной функцией этого типа инвертора является преобразование входного постоянного напряжения в стабильное значение. Эта функция реализуется с помощью повышающего преобразователя и требует повышающего переключателя и повышающего диода. В первой структуре после повышающего каскада стоит изолированный полномостовой преобразователь. Функция мостового трансформатора заключается в обеспечении изоляции. Второй мостовой преобразователь на выходе используется для преобразования постоянного тока мостового преобразователя первой ступени в переменное напряжение. Его выход фильтруется перед подключением к электросети переменного тока через дополнительный двухконтактный релейный переключатель с целью обеспечения надежной изоляции во время аварийных ситуаций и изоляции от электросети в ночное время. Вторая структура представляет собой неизолированную схему. Среди них переменное напряжение переменного тока напрямую генерируется выходным напряжением постоянного тока каскада повышения. В третьей структуре используется инновационная структура топологии силовых ключей и силовых диодов, объединяющая функции усиления и генерации переменного тока в специальную топологию. Хотя эффективность преобразования солнечных панелей очень низкая, очень важно поддерживать эффективность инвертора как можно ближе к 100 процентам. Ожидается, что в Германии модуль серии 3 кВт, установленный на крыше, выходящей на юг, будет производить 2550 кВтч электроэнергии в год. Если КПД инвертора увеличить с 95 до 96 процентов, ежегодно можно будет вырабатывать дополнительно 25 кВтч. Стоимость использования дополнительных солнечных модулей для выработки этих 25 кВтч эквивалентна добавлению инвертора. Поскольку повышение эффективности с 95 до 96 процентов не удваивает стоимость инверторов, инвестиции в более эффективные инверторы являются неизбежным выбором. Для новых проектов повышение эффективности инвертора с помощью наиболее экономичного подхода является ключевым критерием проектирования. Надежность и стоимость инверторов являются двумя другими критериями проектирования. Более высокая эффективность может снизить колебания температуры во время циклов нагрузки, тем самым повысив надежность. Следовательно, эти критерии фактически взаимосвязаны. Использование модулей также повышает надежность.